CN104297752A - 物体探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物体探测方法，该方法包括步骤一、雷达发出一个频率为f0的发射信号；步骤二、发射信号分为两路，一路经发射天线发射出去，另一路分流成两支路信号进入混频器中的I、Q通道，进入Q通道的支路信号先经过90°的移相；步骤三、接收天线接收经过目标反射的回波信号；步骤四、处理步骤三中混频处理后的信号得到I、Q通道中的中频差频信号；步骤五、根据I、Q通道信号分析目标物体的速度和相对距离；步骤六、根据目标物体的速度和相对距离计算车辆风险并提示驾驶人员。本发明中采用毫米波雷达的多普勒效应探测移动物体的速度和相对距离辅助驾驶院安全启动车辆，避免了在驾驶员视线受限情况下发生危险事故。

Description

物体探测方法

技术领域

本发明涉及车辆辅助***领域，具体涉及一种物体探测方法，其基于毫米波雷达的多普勒效应来探测物体。

背景技术

随着社会的发展，人们生活水平的提高，轿车的数量也越来越多。停车成为很多城市的一个难题，一方面停车位较少，另一面需要工作人员调控，不仅效率较低，而且还浪费人力物力资源，此外停车过程中也会产生很多事故，车辆之间的摩擦、损坏造成经济的浪费和不必要损失。

现有停车辅助***以超声波和视觉探测为主要探测手段只能探测车辆后方较短区域，对于现有的车主来说，急需基于车辆辅助***的物体探测方法，避免停车过程中的碰撞刮伤事故。

发明内容

为了克服现有技术中停车辅助***中只能探测车辆后方较短区域的问题，本发明提供一种物体探测方法，本方法能够在启动车辆离开停车位过程中及时探测驾驶员视线外车辆并提示风险避免发生碰撞。

本发明的技术方案是：一种物体探测方法，该方法步骤包括：步骤一、雷达发出一个频率为f₀的发射信号；步骤二、发射信号分为两路，一路经发射天线发射出去，另一路分流成两支路信号进入混频器中的I、Q通道，进入Q通道的支路信号先经过90°的移相；步骤三、接收天线接收经过目标反射的回波信号，回波信号经过处理后，经混频器与支路信号进行混频处理；步骤四、处理步骤三中混频处理后的信号得到I、Q通道中的差频信号；步骤五、根据I、Q通道信号分析目标物体的速度和相对距离；步骤六、根据目标物体的速度和相对距离计算车辆风险并提示驾驶人员。

所述步骤三中回波信号经过的信号处理为低噪声放大处理。

所述步骤四中的处理步骤三中混频处理后的信号为中频滤波放大处理，得到差频信号。

所述步骤五中计算分析目标速度信息的公式为：

式中f_D表示多普勒频率或差频，f₀表示雷达的发射频率，v表示运动物体的速度范围，c₀表示光速，α表示运动的实际方向、传感器和目标连线之间的角度。

所述步骤五中计算分析目标相对距离的公式为：

式中c₀表示光速，f_D表示多普勒频率或差频，T表示齿波重复周期，f表示调频速度,f＝1/T，△f表示振荡器发射频率的变化范围。

本发明有如下积极效果：本发明中通过安装在车辆后部两侧的毫米波雷达发射电磁波并利用多普勒效应确认相关的探测范围内有无移动车辆和物体如果有接近物体及时提示驾驶员。采用毫米波雷达的多普勒效应探测移动物体的速度和相对距离辅助驾驶院安全启动车辆，避免了在驾驶员视线受限情况下发生危险事故。

附图说明

图1是本发明中物体探测方法的工作示意图；

图2是本发明中物体探测方法的工作场景图；

图中1为雷达，2为发射天线，3为目标物体，4位接收天线，5为支路信号。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种物体探测方法，本方法工作示意图如图1所示，该方法步骤包括：

步骤一、雷达振荡器发出一个频率为f₀的发射信号。将雷达模块安装在车辆侧后方根据雷达探测夹角确定安装位置确保，在如图2所示的工作场景下可探测到驶来车辆的速度和相对距离，本发明中选用毫米波雷达，发射距离远而且测量结果准确。

步骤二、步骤一中的发射信号分为两路，一路经发射天线发射出去，另一路分流成两支路信号进入混频器中的I、Q通道，进入Q通道的支路信号先经过90°的移相。

步骤三、接收天线接收经过目标反射的回波信号，回波信号经过处理后，经混频器与支路信号进行混频处理。回波信号经过的信号处理为低噪声放大处理，经过低噪声处理后的信号便于后级的信号处理，由于来自天线的信号一般都非常微弱，低噪音放大处理减小了信号通过传输线的损耗。

步骤四、处理步骤三中混频处理后的信号得到I、Q通道中的差频信号。处理步骤三中混频处理后的信号经过中频滤波放大处理，对信号进行滤波放大处理，对信号进行选频，得到需要的频率信号。

步骤五、根据I、Q通道信号分析目标物体的速度和相对距离。根据毫米波雷达测距的准确性和多普勒效应计算移动物体频率的准确性相结合，准确探测探测区域内的移动物体的速度和距离。

在车辆启动并有倒车作业时候雷达***工作发射高频率电磁波探测设定区域内移动物体速度，计算分析目标速度信息的公式为：式中f_D表示多普勒频率或差频，f₀表示雷达的发射频率，v表示运动物体的速度范围，c₀表示光速，α表示运动的实际方向、传感器和目标连线之间的角度。同时计算分析目标相对距离的公式为：式中c₀表示光速，f_D表示多普勒频率或差频，T表示齿波重复周期，f表示调频速度,f＝1/T，△f表示振荡器发射频率的变化范围。

步骤六、根据目标物体的速度和相对距离计算车辆风险并提示驾驶人员。根据探测到的探测区域内移动物体的相对距离和相对速度及方向信息可以估算出车辆风险并提示驾驶员，避免了车辆间的碰撞摩擦事故。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种物体探测方法，其特征在于，该方法步骤包括：

步骤一、雷达发出一个频率为f₀的发射信号；

步骤二、发射信号分为两路，一路经发射天线发射出去，另一路分流成两支路信号进入混频器中的I、Q通道，进入Q通道的支路信号先经过90°的移相；

步骤三、接收天线接收经过目标反射的回波信号，回波信号经过处理后，经混频器与支路信号进行混频处理；

步骤四、处理步骤三中混频处理后的信号得到I、Q通道中的差频信号；

步骤五、根据I、Q通道信号分析目标物体的速度和相对距离；

步骤六、根据目标物体的速度和相对距离计算车辆风险并提示驾驶人员。

2.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于，所述步骤三中回波信号经过的信号处理为低噪声放大处理。

3.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于，所述步骤四中的处理步骤三中混频处理后的信号为中频滤波放大处理，得到差频信号。

4.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于，所述步骤五中计算分析目标速度信息的公式为： $f_D=2f_0\·\frac{v}{c_0}\·\cos \mathrm{\α},$ 式中f_D表示多普勒频率或差频，f₀表示雷达的发射频率，v表示运动物体的速度范围，c₀表示光速，α表示运动的实际方向、传感器和目标连线之间的角度。

5.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于，所述步骤五中计算分析目标相对距离的公式为： $R=\frac{c_0}{2}\·\frac{1}{f}\·\frac{f_D}{\mathrm{\Δf}},$ 式中c₀表示光速，f_D表示多普勒频率或差频，T表示齿波重复周期，f表示调频速度,f＝1/T，△f表示振荡器发射频率的变化范围。